JPS61265534A - 蓄積型イメ−ジセンサ− - Google Patents
蓄積型イメ−ジセンサ−Info
- Publication number
- JPS61265534A JPS61265534A JP60106192A JP10619285A JPS61265534A JP S61265534 A JPS61265534 A JP S61265534A JP 60106192 A JP60106192 A JP 60106192A JP 10619285 A JP10619285 A JP 10619285A JP S61265534 A JPS61265534 A JP S61265534A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reset
- photosensitive
- color
- electrode
- image sensor
- Prior art date
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- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、感光部をリセッ１−するためのリセット機能
を備え、電荷蓄積時間を可変できる蓄積型イメージセン
サ−に関するものである。
を備え、電荷蓄積時間を可変できる蓄積型イメージセン
サ−に関するものである。
固体撮像素子と呼ばれるイメージセンサ−には、ＣＣＤ
型、ＭＯＳ型、ＣＰＤ型等があり、撮像部としてビデオ
カメラを始として各種の光学機器に広く用いられている
。カラー用のイメージセンサ−は、７トリソクス状に配
置した多数の感光部の上に、赤色、緑色、青色フィルタ
をモザイク状に配置したフィルタアレイを取付けること
により、赤色光を光電変換して蓄積する赤色用感光部と
、緑色光を光電変換して蓄積する緑色用感光部と、青色
光を光電変換して蓄積する青色用感光部とが構成されて
いる。また、補色系の組合せで構成されているものもあ
る。これらの各感光部にＭ積された信号電荷は、垂直及
び水平ＣＯＤまたは垂直及び水平シフトレジスタにより
、時系列信号として読み出される。
型、ＭＯＳ型、ＣＰＤ型等があり、撮像部としてビデオ
カメラを始として各種の光学機器に広く用いられている
。カラー用のイメージセンサ−は、７トリソクス状に配
置した多数の感光部の上に、赤色、緑色、青色フィルタ
をモザイク状に配置したフィルタアレイを取付けること
により、赤色光を光電変換して蓄積する赤色用感光部と
、緑色光を光電変換して蓄積する緑色用感光部と、青色
光を光電変換して蓄積する青色用感光部とが構成されて
いる。また、補色系の組合せで構成されているものもあ
る。これらの各感光部にＭ積された信号電荷は、垂直及
び水平ＣＯＤまたは垂直及び水平シフトレジスタにより
、時系列信号として読み出される。
従来のイメージセンサ−は、所定の周期で駆動され、光
電変換と読出しとが順次行われるようになっている。し
たがって、信号の続出しにより感光部がリセットされる
ものであるから、任意のタイミングでリセットを行うこ
とができなかった。
電変換と読出しとが順次行われるようになっている。し
たがって、信号の続出しにより感光部がリセットされる
ものであるから、任意のタイミングでリセットを行うこ
とができなかった。
また、従来のイメージセンサ−では、電荷蓄積時間は光
の強さに関係なく、全て同じ時間に設定されている。イ
メージセンサ−を信号処理系として使う場合には、各色
の強度分布を精度良（測定することが重要である。この
目的のためには、広い範囲の光量を同じ電荷蓄積時間で
光電変換した場合には、Ｓ／Ｎ比が劣化するおそれがあ
る。したがって、最大光量値が飽和値に近くなるように
、光量に応じて電荷蓄積時間を設定すると、高精度の測
定を行うことができる。これは、感光部のリセットのタ
イミングを変えることにより行うことができる。
の強さに関係なく、全て同じ時間に設定されている。イ
メージセンサ−を信号処理系として使う場合には、各色
の強度分布を精度良（測定することが重要である。この
目的のためには、広い範囲の光量を同じ電荷蓄積時間で
光電変換した場合には、Ｓ／Ｎ比が劣化するおそれがあ
る。したがって、最大光量値が飽和値に近くなるように
、光量に応じて電荷蓄積時間を設定すると、高精度の測
定を行うことができる。これは、感光部のリセットのタ
イミングを変えることにより行うことができる。
本発明は、各感光部を任意にリセットし、蓄積時間を可
変できるようにした蓄積型イメージセンサ−を提供する
ことを目的とするものである。
変できるようにした蓄積型イメージセンサ−を提供する
ことを目的とするものである。
上記問題点を解決するために、本発明は、感光部に読出
しゲートのほかにリセット電極を設け、これにリセット
パルスを印加した時に、蓄積電極に蓄積されていた信号
電荷をリセットドレインに排出して各感光部をリセット
するようにしたものである。このリセット電極は、各列
又は行毎に設けるか、あるいは各感光部毎に設けられる
。
しゲートのほかにリセット電極を設け、これにリセット
パルスを印加した時に、蓄積電極に蓄積されていた信号
電荷をリセットドレインに排出して各感光部をリセット
するようにしたものである。このリセット電極は、各列
又は行毎に設けるか、あるいは各感光部毎に設けられる
。
カラー用蓄積型イメージセンサ−では、各色光用毎にリ
セットラインを設け、各リセット電極を対応した色光用
のリセットラインにそれぞれ接続し、各色光用毎にリセ
ットのタイミングを変える。
セットラインを設け、各リセット電極を対応した色光用
のリセットラインにそれぞれ接続し、各色光用毎にリセ
ットのタイミングを変える。
勿論、１本のりセントラインを設け、これに全てのりセ
ント電極を接続してもよい。なお、このカラー用蓄積型
イメージセンサ−で光電変換する色光としては、赤色、
緑色、青色の三色、あるいはシアン、マゼンタ、イエロ
ーの三色等がある。各色光用としてフィルタを用いる場
合のフィルタの配列については、文献等にて知られてい
るので説明を省略する。
ント電極を接続してもよい。なお、このカラー用蓄積型
イメージセンサ−で光電変換する色光としては、赤色、
緑色、青色の三色、あるいはシアン、マゼンタ、イエロ
ーの三色等がある。各色光用としてフィルタを用いる場
合のフィルタの配列については、文献等にて知られてい
るので説明を省略する。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第２図は本発明の蓄積型イメージセンサ−の感光部の配
置例を示すものである。赤色光を光電変換して蓄積する
赤色用感光部Ｒと、緑色光を光電変換して蓄積する緑色
用感光部Ｇと、青色光を光電変換して蓄積する青色用感
光部Ｂとが交互にマトリックス状に配置されている。な
お、図面を簡単にするために、感光部は、６行６列にな
っているが、実際は多数の感光部が配置されているもの
である。
置例を示すものである。赤色光を光電変換して蓄積する
赤色用感光部Ｒと、緑色光を光電変換して蓄積する緑色
用感光部Ｇと、青色光を光電変換して蓄積する青色用感
光部Ｂとが交互にマトリックス状に配置されている。な
お、図面を簡単にするために、感光部は、６行６列にな
っているが、実際は多数の感光部が配置されているもの
である。
第１図は本発明の一実施例の一部を示したものである。
赤色用感光部Ｒは、赤色フィルタ（図示せず）と、等測
的に表した赤色用フォトダイオード１０と、Ｍ積電極１
１と、シフト電極１２とから構成されている。前記赤色
用フォトダイオード１０は、入射した赤色光を光電変換
して光電荷を発生させる。この光電荷は、フォトダイオ
ード又は蓄積電極１１に蓄積され、そしてシフト電極１
２にシフトパルスを印加した時に、蓄積された信号電荷
を垂直走査ＣＣＤ２に転送する。なお、この垂直転送Ｃ
０Ｄ２は、各感光部の列毎に設けられているものである
。
的に表した赤色用フォトダイオード１０と、Ｍ積電極１
１と、シフト電極１２とから構成されている。前記赤色
用フォトダイオード１０は、入射した赤色光を光電変換
して光電荷を発生させる。この光電荷は、フォトダイオ
ード又は蓄積電極１１に蓄積され、そしてシフト電極１
２にシフトパルスを印加した時に、蓄積された信号電荷
を垂直走査ＣＣＤ２に転送する。なお、この垂直転送Ｃ
０Ｄ２は、各感光部の列毎に設けられているものである
。
同様に、緑色用感光部Ｇは、緑色フィルタ（図示せず）
と、緑色用フォトダイオード２０と、蓄積電極２１と、
シフト電極２２とから構成されている。また、青色用感
光部Ｂは、青色フィルタ（図示せず）と、青色用フォト
ダイオード３０と、蓄積電極３１と、シフト電極３２と
から構成されている。
と、緑色用フォトダイオード２０と、蓄積電極２１と、
シフト電極２２とから構成されている。また、青色用感
光部Ｂは、青色フィルタ（図示せず）と、青色用フォト
ダイオード３０と、蓄積電極３１と、シフト電極３２と
から構成されている。
前記各蓄積電極１１ ２１．３１に蓄積されている信号
電荷を取り出して、各感光部をリセ・ノドするために、
リセット電極１３，２３．３３が設けられている。また
、赤色、緑色、青色に対応するように、各色毎にリセッ
トライン３ａ〜−３０が設けられており、これらに対応
した色のリセ・７ト電極が接続されている。すなわち、
赤色用リセットライン３ａには、赤色用のリセ・ノド電
極１３が接続され、緑色用リセットライン３ｂには緑色
用リセット電極２３が接続されている。同様に、青色用
リセットライン３Ｃには、青色用リセット電極３３が接
続されている。これらのリセットライン３３〜３Ｃにリ
セットパルスが供給された時には、各蓄積電極に蓄積さ
れている信号電荷がリセットドレイン４に排出され、そ
れにより各感光部かりセントされる。
電荷を取り出して、各感光部をリセ・ノドするために、
リセット電極１３，２３．３３が設けられている。また
、赤色、緑色、青色に対応するように、各色毎にリセッ
トライン３ａ〜−３０が設けられており、これらに対応
した色のリセ・７ト電極が接続されている。すなわち、
赤色用リセットライン３ａには、赤色用のリセ・ノド電
極１３が接続され、緑色用リセットライン３ｂには緑色
用リセット電極２３が接続されている。同様に、青色用
リセットライン３Ｃには、青色用リセット電極３３が接
続されている。これらのリセットライン３３〜３Ｃにリ
セットパルスが供給された時には、各蓄積電極に蓄積さ
れている信号電荷がリセットドレイン４に排出され、そ
れにより各感光部かりセントされる。
コントローラ５は、電荷蓄積時間に応じたタイミングで
各リセットライン３ａ〜３Ｃにリセットパルスを供給す
る。また、このコントローラ５は、最も電荷蓄積時間が
長い色の電荷蓄積が終了した時に、シフトライン６にシ
フトパルスを供給し、その後に垂直走査ＣＣＤ２及び水
平転送ＣＣＤ ７にクロックパルスを供給し、各ＭＯ３
容量に保存されている信号電荷を矢線方向に１ビツトず
つ転送させる。更に、このコントローラ５は、出力部８
のリセットパルスのコントロールも行う。なお、出力部
８から出力された色信号は、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信
号に変換される。このデジタル信号は、換算テーブルに
送られ、電荷蓄積時間に対応したテーブルが色信号毎に
選択され、電荷蓄積時間の長短による信号レベルの増減
を考慮した正しい被写体照度に換算されてから、例えば
マイクロコンピュータに取り込まれるものである。また
、この実施例では、色信号がミックスした形態になって
いるが、水平走査ＣＣＤ７に同期して切り換わるマルチ
プレクサを用い、色信号毎に分離して取り出してもよい
。
各リセットライン３ａ〜３Ｃにリセットパルスを供給す
る。また、このコントローラ５は、最も電荷蓄積時間が
長い色の電荷蓄積が終了した時に、シフトライン６にシ
フトパルスを供給し、その後に垂直走査ＣＣＤ２及び水
平転送ＣＣＤ ７にクロックパルスを供給し、各ＭＯ３
容量に保存されている信号電荷を矢線方向に１ビツトず
つ転送させる。更に、このコントローラ５は、出力部８
のリセットパルスのコントロールも行う。なお、出力部
８から出力された色信号は、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信
号に変換される。このデジタル信号は、換算テーブルに
送られ、電荷蓄積時間に対応したテーブルが色信号毎に
選択され、電荷蓄積時間の長短による信号レベルの増減
を考慮した正しい被写体照度に換算されてから、例えば
マイクロコンピュータに取り込まれるものである。また
、この実施例では、色信号がミックスした形態になって
いるが、水平走査ＣＣＤ７に同期して切り換わるマルチ
プレクサを用い、色信号毎に分離して取り出してもよい
。
次に、第３図を参照して上記実施例の作用について説明
する。プレスキャン等により、予め色毎に電荷蓄積時間
を設定してコントローラ５にセットする。このコントロ
ーラ５は、電荷蓄積と読出しとに要する時間が最も短く
なるように、各感光部のリセット時（電荷蓄積開始時）
を色毎に設定する。このコントローラ５が、時間ｔ１に
おいて読取りスタート信号を受は取ると、電荷蓄積時間
が最も長い青色用リセット信号を青色用リセットライン
３Ｃに供給し、これに接続されたリセット電極３３に正
電圧を印加し、蓄積電極３１に蓄積されている信号電荷
をリセットドレイン４に排出する。この蓄積電極３１が
空になった後に、青色用感光部Ｂは、フォトダイオ−１
″ｌＯで青色光を光電変換し、得られた信号電荷を蓄積
電極３１に蓄積する。
する。プレスキャン等により、予め色毎に電荷蓄積時間
を設定してコントローラ５にセットする。このコントロ
ーラ５は、電荷蓄積と読出しとに要する時間が最も短く
なるように、各感光部のリセット時（電荷蓄積開始時）
を色毎に設定する。このコントローラ５が、時間ｔ１に
おいて読取りスタート信号を受は取ると、電荷蓄積時間
が最も長い青色用リセット信号を青色用リセットライン
３Ｃに供給し、これに接続されたリセット電極３３に正
電圧を印加し、蓄積電極３１に蓄積されている信号電荷
をリセットドレイン４に排出する。この蓄積電極３１が
空になった後に、青色用感光部Ｂは、フォトダイオ−１
″ｌＯで青色光を光電変換し、得られた信号電荷を蓄積
電極３１に蓄積する。
時間ｔ２に達すると、コントローラ５は、緑色用リセッ
トライン３ｂにリセットパルスを供給して、蓄積電極２
１に蓄積されている信号電荷をドレイン４に注入して、
緑色用感光部Ｇをリセットする。この緑色用感光部Ｇは
、このリセット後から電荷蓄積を開始する。また、時間
ｔ３に達すると、赤色用感光部Ｒがリセットされ、電荷
蓄積が開始される。
トライン３ｂにリセットパルスを供給して、蓄積電極２
１に蓄積されている信号電荷をドレイン４に注入して、
緑色用感光部Ｇをリセットする。この緑色用感光部Ｇは
、このリセット後から電荷蓄積を開始する。また、時間
ｔ３に達すると、赤色用感光部Ｒがリセットされ、電荷
蓄積が開始される。
時間ｔ４に達すると、コントローラ５は、シフトライン
６にシフトパルスを供給して、各蓄積電極１１，２１．
３１に蓄積されている信号電荷を同時に垂直転送ＣＣＤ
２へ転送し、それにより各色の電荷蓄積を終了させる。
６にシフトパルスを供給して、各蓄積電極１１，２１．
３１に蓄積されている信号電荷を同時に垂直転送ＣＣＤ
２へ転送し、それにより各色の電荷蓄積を終了させる。
この垂直転送ＣＣＤ２に転送された信号電荷は、コント
ローラ５からのクロックパルスで矢線方向に１ビツトず
つ転送され、水平転送ＣＣＤ７に書き込まれる。この水
平転送ＣＣＤ７は、１行分の信号電荷が並列に書き込ま
れ、この１行分の信号電荷がコントローラ５からのクロ
ックパルスで矢線方向に１ビツトずつ転送され、出力部
８へ送られ、ここで電圧に変換されて時系列信号として
出力される。
ローラ５からのクロックパルスで矢線方向に１ビツトず
つ転送され、水平転送ＣＣＤ７に書き込まれる。この水
平転送ＣＣＤ７は、１行分の信号電荷が並列に書き込ま
れ、この１行分の信号電荷がコントローラ５からのクロ
ックパルスで矢線方向に１ビツトずつ転送され、出力部
８へ送られ、ここで電圧に変換されて時系列信号として
出力される。
以上の説明は、ＣＣＤ型固体撮像素子を前提としたが、
ＭＯ３型固体撮像素子においても何らの支障なく通用で
きる。
ＭＯ３型固体撮像素子においても何らの支障なく通用で
きる。
上記構成を有する本発明は、感光部にリセット電極を設
けたことにより、各色光用毎にリセットのタイミングを
変えることにより、電荷蓄積時間を調節することができ
るから、ダイナミックレンジを広げて、ノイズの少ない
信号を得ることができる。
けたことにより、各色光用毎にリセットのタイミングを
変えることにより、電荷蓄積時間を調節することができ
るから、ダイナミックレンジを広げて、ノイズの少ない
信号を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第２図は感光部の配置例を示す説明図である。
第３図は電荷蓄積と読出しのタイミングを示すチャート
である。 ３ａ・・赤色用リセットライン ３ｂ・・緑色用リセットライン ３ｃ・・青色用リセットライン ６・・・シフトライン ２・・・垂直転送ＣＣＤ ７・・・水平転送ＣＣＤ ８・・・出力部。 第２図 第３図
である。 ３ａ・・赤色用リセットライン ３ｂ・・緑色用リセットライン ３ｃ・・青色用リセットライン ６・・・シフトライン ２・・・垂直転送ＣＣＤ ７・・・水平転送ＣＣＤ ８・・・出力部。 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）複数の感光部と電荷を読み出すための転送部また
は読出しラインを二次元的に配列したイメージセンサー
において、 前記感光部の横にリセット電極を配置し、このリセット
電極にリセットパルスを印加した時に、感光部に蓄積さ
れていた信号電荷をリセットドレインに排出するように
したことを特徴とする蓄積型イメージセンサー。 - （２）前記リセット電極は、各感光部毎に設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蓄積型
イメージセンサー。 - （３）前記リセット電極は、各色光用の感光部の種類に
応じて異なったタイミングでリセットパルスが印加され
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の蓄積型
イメージセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106192A JPS61265534A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 蓄積型イメ−ジセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106192A JPS61265534A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 蓄積型イメ−ジセンサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265534A true JPS61265534A (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=14427323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106192A Pending JPS61265534A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 蓄積型イメ−ジセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265534A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003057113A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Canon Inc | 光電変換装置、測光センサ及び撮像装置 |
| JP2006228801A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JP2008005213A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| US7742088B2 (en) | 2002-11-19 | 2010-06-22 | Fujifilm Corporation | Image sensor and digital camera |
| US7787039B2 (en) | 2000-05-26 | 2010-08-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | MOS sensor and drive method thereof |
| JP2011055341A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Honda Motor Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2012068253A (ja) * | 2011-10-14 | 2012-04-05 | Canon Inc | 光電変換装置及び撮像装置 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60106192A patent/JPS61265534A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7787039B2 (en) | 2000-05-26 | 2010-08-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | MOS sensor and drive method thereof |
| US8164652B2 (en) | 2000-05-26 | 2012-04-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | MOS sensor and drive method thereof |
| JP2003057113A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Canon Inc | 光電変換装置、測光センサ及び撮像装置 |
| US7742088B2 (en) | 2002-11-19 | 2010-06-22 | Fujifilm Corporation | Image sensor and digital camera |
| JP2006228801A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JP4538337B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2010-09-08 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子 |
| US7932942B2 (en) | 2005-02-15 | 2011-04-26 | Fujifilm Corporation | Solid-state imaging device including three stacked photoelectric conversion layers, three accumulators, and a single readout circuit |
| JP2008005213A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
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| JP2012068253A (ja) * | 2011-10-14 | 2012-04-05 | Canon Inc | 光電変換装置及び撮像装置 |
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